环氧树脂改性聚脲涂层的制备及性能

用二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI50)与聚醚多元醇(1000D)合成异氰酸酯基封端聚醚醇预聚体(A组分),再与含有1000D、端氨基聚醚(D2000)、自制改性环氧树脂和4,4?-双仲丁氨基二苯基甲烷(6200)的R组分混合反应,制备成环氧树脂改性聚脲。与不含环氧树脂的聚脲涂层相比,环氧树脂改性聚脲涂层的性能均得到一定程度的改善。当用自制环氧树脂完全取代R组分中的1000D和D2000后,所制涂层的综合性能最好,拉伸强度由4.55 MPa提升至16.63 MPa,耐45%(质量分数,后同)H_2SO_4溶液、75%H_3PO_4溶液和45%NaOH溶液的表现良好;其初始分解温度由288.1°C升至334.1°C,失重50%时的温度由368.0°C升至403.5°C;玻璃化温度由12.6°C升至90.0°C,阻尼温度域变宽,tanδ峰值变大。     

聚天冬氨酸酯聚脲涂饰剂动态热力学分析

以HDI三聚体和聚天冬氨酸酯树脂F524和6200等为原料制备了聚天冬氨酸酯聚脲涂饰剂,并应用DMA技术对聚脲的热性能和阻尼性能进行了分析。结果表明:在测试温度范围内,储能模量减少、损耗模量先增加再减少。增加频率,储能模量、损耗模量和玻璃化温度均向高温方向移动。-15~50℃下聚脲的损耗因子均在0.3以上,阻尼性能良好。0℃及较高频率下,聚脲的储能模量、损耗模量分别在1 800 MPa和50 MPa以上,弹性仍较好。35℃下角频率为10~(-2)~10~3时聚脲具有有良好的阻尼性能。     

基于DMA的聚脲和半聚脲涂层性能研究

以六亚甲基二异氰酸酯三聚体,聚天冬氨酸酯、胺类扩链剂和聚醚多元醇为主要原料制备了聚脲(PUA)和半聚脲(PUR)两种涂层,采用动态热力学分析(DMA)对比了两涂层的动态力学性能、热性能,并预测了不同频率下涂层的储能模量和阻尼性能。结果表明:PUA的储能模量较PUR大,两者数值相差约1.5倍。PUA和PUR的玻璃化温度分别为105℃和30℃,PUA涂层具有更好的耐热性能。PUA涂层在10~(-5)~10~(13) Hz表现出良好的阻尼性能(tanδ峰值达1.25),PUR在1~10~9 Hz频率下阻尼性能良好(tanδ峰值达0.8)。PUA的可用频率范围宽、损耗因子峰值大,阻尼效果好。     

酚醛树脂改性聚氨酯/聚脲涂料的制备及其性能研究

通过二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI50)与聚醚多元醇(1000D)合成异氰酸酯基封端聚醚多元醇预聚体(A组分),再与含有聚醚多元醇、端氨基聚醚、酚醛树脂和扩链剂的R组分反应,制备酚醛树脂改性聚氨酯/聚脲涂料。对其凝胶时间、表干时间、硬度、柔韧性、附着力及耐强酸性、耐强碱性、热性能和阻尼性能进行了测试。结果表明:当R组分中酚醛树脂含量为50%左右时,其涂膜拉伸强度由8.9 MPa提升至13.2 MPa,耐强酸性和阻尼性能得到提升,玻璃化转变温度由12 ℃提升至106 ℃;通过动态热机械分析仪预测了在较高频率下产物仍具有较高储能模量及损耗因子的变化趋势。     

环氧树脂/液晶双马来酰亚胺复合材料的研究

以液晶双马来酰亚胺(IA)为改性剂,制备了 IA 质量含量不同的环氧树脂(EP)/IA 复合材料体系,用冲击强度仪、扫描电镜、热变形温度仪、热失重仪等测试手段对复合材料的力学性能和热性能进行测试分析。结果表明,复合材料的冲击强度均有所提高,当 IA 的含量为0.8%(质量分数,下同)时,冲击强度提高了5.3 kJ/m~2;当 IA 含量为1.5%时,复合材料的热变形温度较纯 EP 提高了12℃,失重5 %时的温度(T_5)提高了57℃,失重50%时的温度(T_(50))提高了45℃。     

氟硅改性无溶剂环氧涂料的制备与性能

采用甲基丙烯酸十三氟辛酯（TFM）改性氨基硅油（AS）制备氟化氨基硅油（FAS）,并用其改性环氧树脂（EP）探究氨基硅油及氟化氨基硅油添加量对环氧涂层性能的影响。本文通过红外光谱对改性结果进行表征,通过柔韧性测试、画圈附着力测试、铅笔硬度测试、耐冲击测试、热失重测试、接触角测试、紫外加速老化实验和Tafel极化曲线测试,分别评价涂层的柔韧性、附着力、硬度、耐冲击性、耐热性、疏水性、耐候性和防腐性能,通过扫描电镜对涂层断面进行分析,并通过EDS对涂层进行表面元素分析。结果表明,氟添加量为15%制备氟化氨基硅油改性环氧树脂时,氟硅改性EP涂层相对于未改性EP涂层,硬度由2H提升至3H,附着力由2级提升至1级,柔韧性由1mm提升至0.5mm,耐冲击由45cm提升至50cm,热稳定性增强,接触角由70.5°提升至123°,耐紫外老化（432h）由3级提升至1级,E_corr由-0.6187V正移至-0.1720V,I_corr由1.9858×10^-8A/cm²减小至3.7125×10^-10A/cm²。适量氟化氨基硅油的引入,显著提升了环氧涂层的机械性能、耐候性能和防腐性能。     

硅/漆酚复合改性无溶剂环氧涂料的制备与性能

为改善无溶剂环氧涂料的耐热性能、疏水性能和防腐性能,促进生物质资源-生漆高值化利用,利用生漆提取物-漆酚与端氨基硅油（AS）协同改性环氧树脂（EP）,制备无溶剂涂料。结果表明：当环氧树脂（E51）∶AS∶漆酚的质量比为10∶1.5∶1时,制得15%-硅/漆酚改性环氧树脂（15%-ASUEP）涂层。较未改性的EP涂层,15%-ASUEP的附着力由1级提升至0级,耐冲击由42 cm提升至50 cm,柔韧性由1 mm提升至0.5 mm,硬度由1 H提升至3 H,实部阻抗由2.1×106Ω·cm2提升至4.8×109Ω·cm2,涂层水接触角由68°提升至112°,质量损失50%时的温度提升了21℃,耐候性增强。添加适当量的漆酚和AS显著提升了涂层的力学性能、耐热性能、疏水性能以及防腐性能。     

硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂及其性能研究

用甲基丙烯酸改性环氧E-44合成水性环氧树脂,再以物理共混方式用自制硅氧烷低聚物改性水性环氧树脂。采用红外光谱对树脂结构进行表征;用改性树脂制备固化涂层,考察了涂层固化后的基本性能;并利用热重分析和差示扫描量热法分析了固化膜的热稳定性和玻璃化转变温度。结果表明:硅氧烷低聚物对改性水性环氧树脂的附着力、吸水率、耐化学介质性能影响不大;加入硅氧烷低聚物后涂膜的铅笔硬度从3H提升至4H;随着硅氧烷低聚物含量的增加,达到最大热失质量速率时的温度从364.5℃提升至433.0℃,涂膜的热稳定性提高。     

双(p-乙酰胺基苯氧基)二甲基硅烷改性聚氨酯涂层的耐热性

将双(p-乙酰胺基苯氧基)二甲基硅烷(AAPDS)作为改性扩链剂加入到聚氨酯(PU)涂层的室温固化体系中,以改善PU涂层的耐热性能。运用凝胶时间测定仪和热失重分析仪(TGA)对不同AAPDS加入量对PU涂层的凝胶时间和热失重温度的影响进行了研究;并测试了涂层在金属基体上的附着强度随高温处理时间的变化。结果表明,向涂层固化体系中加入占多元醇总质量4.5%的AAPDS后,固化凝胶时间由未改性时的14.0 min缩短至12.1 min,涂层的初始失重温度和失重5%的温度由273℃和278℃分别提高到296℃和302℃;在400℃下高温处理120 s后附着强度保留率达到80.9%,远高于未改性涂层的57.1%。     

笼型倍半硅氧烷环氧树脂的合成与表征

以3-缩水甘油丙氧基三甲氧基硅烷(GTMS)为原料在异丙醇(IPAP)中水解缩合制成笼型倍半硅氧烷环氧树脂(POSSEP),用红外光谱(FTIR)、~1H-NMR、热重分析(TGA)和液相色谱-质谱联用仪(LC/MS)对其结构进行了表征。LC/MS分析结果表明,合成的笼型倍半硅氧烷环氧树脂以T_(10)为主,另外还含有一定量的T_8以及少量的T_9。热重分析结果表明,笼型倍半硅环氧树脂具有良好的耐热性。在失重5%时的温度为364．5℃,在444．7℃时降解速率最快,800℃以后笼型硅环氧树脂质量基本不变,900℃时的剩余质量为40%。     

端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷改性环氧树脂的性能研究

采用端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷对环氧树脂进行改性,制备了一系列有机硅改性环氧树脂,研究了端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷对环氧树脂力学性能、热学性能及原子氧剥蚀性能的影响。结果表明,改性树脂的综合性能随着端环氧苯基三(二甲基硅氧烷基)硅氧烷含量的增加而增强。当有机硅质量分数为30%时,有机硅改性环氧树脂的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度与纯环氧树脂相比分别由48.2 MPa、100 MPa、12.7 k J/m~2提高至57.2 MPa、126 MPa、18.5 k J/m~2;质量损失率10%时的热失重温度提高了64℃;经过36 h的原子氧辐照后,质量损失率仅为纯环氧树脂的6.4%。     

环氧树脂/聚丙烯酸酯乳液的制备及其应用

以环氧树脂改性聚丙烯酸酯乳液制备了水性超薄膨胀型防火涂料专用乳液,其可作为涂层的成膜物质。采用FTIR、DSC、TGA、SEM等对乳液性能,及乳液对防火涂料性能的影响进行了考察。结果表明:与聚丙烯酸酯乳胶膜相比,环氧树脂改性的聚丙烯酸酯乳胶膜的吸水率更低,为7.3%,交联度更高,达84.6%,耐水性更好;玻璃化转变温度(Tg)从8.8℃提高到24.4℃,乳胶膜最大热失重速率所对应温度从361.2℃提高到390.3℃。与使用聚丙烯酸酯乳液相比,使用环氧树脂改性过的聚丙烯酸酯乳液作为成膜物质的防火涂层质量损失率从27.6%减小到25.2%,膨胀倍率从9.5增加到20.4,钢板背面温度从328℃降低到221℃。以环氧树脂改性过的聚丙烯酸酯乳液作为防火涂料的成膜物质,使涂层在受热膨胀后能形成致密的、均匀的蜂窝状泡孔,可获得较好的耐火性能。     

有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。     

叔碳酸乙烯酯改性水基双组分热固性PUA涂层的制备及性能研究

采用叔碳酸乙烯酯(VEOVA-10)作为功能单体,通过溶液聚合相转换法改性高羟值聚丙烯酸酯核壳乳液(VWPA),并与水性异氰酸酯固化剂(DIC5500)复配得到双组分聚氨酯丙烯酸酯热固性涂层(VWPUA)。通过对聚合物结构、乳液粒子特性、胶膜热稳定性和胶膜微观形态进行分析,并评价复合涂层VWPUA的硬度、耐水性能、附着力和抗冲击性。研究结果表明:VWPA乳胶颗粒的粒径在100-200 nm之间,呈现核壳乳胶粒结构;通过VEOVA-10改性后,漆膜断面由韧性断裂转变为膾1生断裂,热失重速率降低。与VWPUAO相比,VWPUA3漆膜具有较高的耐热性能,VWPUA3的T_(5%)提高了32.94℃,T_(10%)增加了40.19℃,T_(50%)提高了24.81℃;漆膜吸水率降低到2.38%,铅笔硬度为2H;胶膜应力-应变曲线表现为硬而韧特性;高羟值聚丙烯酸酯乳液壳相引入叔碳酸乙烯酯,其叔碳结构高空间位阻效应能够有效提高复合涂层的热稳定性能和耐水性能。     

玉米秸秆木质素改性环氧树脂的制备与性能

将玉米秸秆木质素与双酚A环氧树脂混合,于100℃下预处理1 h,以改善环氧树脂的性能。对预处理后环氧树脂的黏度进行了测试,对改性环氧树脂与聚酰胺固化后材料的力学性能、动态力学性能、热稳定性以及燃烧性能进行了综合测试,考察了不同质量分数的玉米秸秆木质素对改性环氧树脂性能的影响。结果表明:以固化体系的总质量为基准,在w(木质素)=0~7%的范围内,与未添加木质素的环氧树脂相比,随着木质素质量分数的增加,改性环氧树脂22℃下的黏度从1 220 m Pa·s增大到13 220 m Pa·s;改性环氧树脂固化物的弯曲强度随木质素质量分数的增加先升高后降低,在w(木质素)=3%时达到最大值83.2 MPa,但其冲击强度下降,由20.7 MPa降低为13.6 MPa;改性环氧树脂固化物的玻璃化转变温度(Tg)随木质素质量分数的增加而增加,w(木质素)=5%时Tg提高了4.8℃;改性环氧树脂固化物的热稳定性有所改善,w(木质素)=7%时热失重50%的温度提高13℃,同时木质素的加入能够改善环氧树脂的阻燃性能。     

异氰酸酯刚性对硅烷改性聚脲性能的影响

以二官能度端氨基聚氧丙烯和4种不同的二元异氰酸酯(HDI、IPDI、TDI、MDI)为原料,合成了异氰酸酯封端的聚脲预聚体,再用硅烷偶联剂KH550对预聚体进行改性,制备了一系列链段刚性不同的硅烷改性聚脲(SPUA)(H1~2、I1~2、T1~2、M1~2)。用FTIR、TGA、动态机械热分析(DMA)、力学性能测试、XRD对材料的结构和性能进行了表征,并讨论了不同刚性链段对材料性能的影响。结果表明,当n(NCO)/n(NH2)为1.1时,随着SPUA链段刚性的增强,材料失重5%的温度(T5%)从H1的319.5℃上升到M1的334.1℃,失重50%的温度(T50%)从H1的390.1℃上升到M1的400.9℃,最大失重速率时的温度(Tmax)从H1的395.0℃上升到M1的405.5℃;材料的拉伸强度逐渐增大,从H1的2.78 MPa提高到M1的4.80 MPa,而韧性则逐渐下降,断裂伸长率从H1的337%减少到M1的224%;玻璃化转变温度(Tg)逐渐上升,从H1的-65.8℃上升到M1的-57.7℃。     

改性环氧树脂的制备及其性能研究

采用二苯甲烷型双马来酰亚胺(BDM)和二甲基二乙氧基硅烷(DMDES)共同改性双酚A型环氧树脂(EP/CYD-127)/芳香胺(DDM)固化体系,并对改性后的环氧树脂进行力学性能和热学性能分析。结果表明改性后的环氧树脂浇铸体具有优良的韧性和耐热性。当BDM质量分数为5%(DMDES质量分数为4%)时,改性后环氧树脂弯曲强度达到92.11 MPa,冲击强度达20.202k J/m;热失重率50%时温度到达399.992℃,残炭率为17.88%。     

油酸-十二烷基硫酸钠改性石墨烯/苯丙乳液的制备和性能

采用油酸(OA)-十二烷基硫酸钠(SDS)对石墨烯(GE)进行改性,以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯酸(AA)为单体,以过硫酸铵(APS)和碳酸氢钠作为引发剂,辅以复配乳化剂,并用预乳化、半连续种子乳液聚合反应法制备了油酸-十二烷基硫酸钠改性石墨烯(OA-SDS-GE)/苯丙乳液纳米复合材料,研究了该纳米复合材料的结构、粒子形态和性能。结果表明,当纳米复合材料固含量为42%左右时,机械和稀释稳定性良好;平均粒径D_H为102.3 nm,粒径分布指数PDI仅为0.007;纳米复合材料具有良好的热稳定性,热失重5%的温度T_(d5%)为351.0℃,热失重10%的温度T_(d10%)为376.2℃;纳米复合材料成膜后表面电阻率为7.9×10~8Ω,具有良好的的抗静电性。     

环氧树脂含量对氰酸酯热学性能的影响研究

采用示差扫描量热法(DSC)和热失重分析法(TGA)研究了环氧树脂含量对氰酸酯树脂固化反应特性、热稳定性以及热膨胀系数的影响。结果表明,环氧树脂的加入可有效降低改性体系的固化反应活化能,同时体系的热稳定性和尺寸稳定性有不同程度的削弱。当环氧树脂质量分数达到20%时,改性体系的表观活化能为65.4 kJ/mol,耐热温度指数为174℃,较纯氰酸酯树脂分别降低了25.8%和21.4%。当环氧树脂质量分数达到50%时,改性体系的热膨胀系数为65.3 922×10-6/℃(25～150℃),较纯氰酸酯树脂提高了8.13%。     

环氧树脂改性水性聚氨酯的制备和研究

利用聚四氢呋喃二醇、异佛尔酮二异氰酸酯、二羟甲基丙酸及端羟基环氧树脂等为原料,制备了环氧树脂改性的水性聚氨酯(EWPU),考察了环氧树脂用量对EWPU性能的影响。结果表明,当环氧树脂质量分数在5%以内所制备的EWPU乳液稳定性较好,粒度约为45~97 nm。随着环氧树脂含量的增加,所制备的改性EWPU拉伸强度增加,断裂伸长率降低,热稳定性和耐水性都显著提高。当环氧树脂质量分数为5%时,改性水性聚氨酯涂膜的拉伸强度为17.9 MPa,断裂伸长率为231%,水接触角为86°,吸水率为3.0%,50%热失重的温度为359℃。